内容正文:
(2)设甲到达C时的速度大小为3,甲从B到C过程,根据
动能定理一m11glc=2m1写一2m1吃
解得=3m/s,当甲到达最高点D恰好不脱离轨道时,轨
道半径最小,设最小值为R1,甲由C到D过程,由动能定
理得-m1gX2R1=2m听-2m1话
甲到达D时,根据牛领第二定律四g=m尽,解得R门
0.18m
当甲哈好到达与轨道圆心等高的位置时,速度为0,轨道半
径最大,设最大值为R2,甲由C到与圆心等高位置,由动能
定理得-mR,=0-子m喝,解得R,=0.45m
综上,半圆轨道半径R的取值范围为R0.18m或R≥
0.45m.
4.解(1)滑块由释放到C,点过程,由能量守恒定律有
mglsin37°+mgR(1-c0s37)=2m呢
在C,点由牛顿第二定律有,FN一mg=mR
解得FN=7N
(2)要保证滑块能到F点,必须能过DEF的最高点,当滑
块恰到最高,点时根据动能定理可得
mgl1sin37°-(3 mgRcos37°+mgR)=0
解得l1=0.85m
因此要能过F点必须满足,≥0.85m
能过最高点,则能到F点,根据动能定理可得
mgl,sin 37-4mgRcos 37
解得v=√/12L,-9.6,其中1≥0.85m.
(3)设摩擦力做功为第一次到达中点时的n倍
md,sinmgsin 3cos
4R
tan 37
解得1,=7n+6
15mn=1,3,5,…
又因为1AB≥l,≥0.85m,lAB=3m,
13
当n=1时,lx1=5m
9
当n=3时,l,2=亏m
41
当n=5时,lx3=5m
专题强化练(七)
1.AC根据图像可知,水平牵引力F随时间变化关系为:F
=3t,由图乙可知1s后机器人才有加速度,故1s后,设机
器人质量为1、动摩擦因数为“,由牛顿第二定律得:3t一
g=ma,代入图乙中2s时和4s时数据,得(3X2)一
μmg=2m,(3X4)一mg=6m,联立解得:a=0.2、m=
1.5kg,故A正确;根据题意可知,a一t图线与横抽围成的
面积表示速度变化量,又因为初速度为0,故面积即表示末
速度,故3s时机器人速度为:0=号×2X4m/s=4m/s
故B错误;4s时机器人速度为:d=宁×3X6m/5=9m/,
根据动量定理可知,0一4s时间内,合外力的冲量大小为:
I冲=mv-0=1.5×9N·s=13.5N·s,故C正确;根据
动能定理,0一4s时间内,合外力做的功为:W=m2
号×1.5×g2J=60.75J,故D错误.
·24
2.D对P和N的碰撞过程,规定它们初速度的方向为正方
向,根据动量守恒定律有pp十mvN=p叩+,可
得p(p一p)=N(N-N),根据图1可知(p一p)>
(-),故mp<mN,同理,对Q和N组成的系统mQQ
+mN=1QQ+mNN,可得mQ(Q一a)=mv(小
小),根据图2可知(0-0)<(小-小),故N<mQ,联
立可得mQ>N>mp,故D正确,ABC错误.
3.C组合体绕行星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,
设返回舱的质量为m,则轨道舱的质量为5,总质量为
6m,设组合体的线速度大小为U,有:GM:6m=6m号,解
,弹射返回舱的过程,组合体动量守恒,取组
得:=√r
合体的线速度方向为正方向,有6mu=5m心1十mv2,解得:
4,G,故C正确,ABD错误.
=5r
4.AD由题意可知水平面光滑,以水平向右为正方向,AB
整体动量守恒,A运动到木板右端时的速度大小满足:m
=(m十m)0共,解得:0共=20,故A正确;对A,B分别受
力分析,可知A在水平方向上,只受到B对A水平向左的
滑动摩擦力;B在水平方向上,只受到A对B水平向右的滑
动摩擦力,故A、B均做匀变速直线运动;即:xA=
十U夹t,
十四坠,解得:A=子,4B=子.由A裕好不从木
1
ZB=-
2
板B的右端滑离,即可知木板的长度满足:L=xA一B,解
得:L=之,故B错误,D正确:由A、B的初末速度,以水
平向右为正方向,可知A动量的减少量为:pA一pA=一
mv共,解得A动量减少量为:2,B动量的增加量为:伦一
0=m0关,解得B动量增加量为:7m,即A动量的减少堂
等于B动量的增加量,故C错误.
5.BC设小滑块到达最低点的速度大小为少1,容器的速度为
大小为凸,系统水平方向动量守恒,取水平向右为正方向,
则有mw1-3m2=0,此过程中系统机械能守恒,则有mgR
=子m听+合×3m听,可得:=√警=√石8R.
3gR
/1
故A错误,B正确;根据动量守恒定理可知容器在水平方
向的速度总是为小滑块的子,所以滑块在水平方向位移是
容器的3倍,当滑块到达容器底端时,两者在水平方向的相
对位移为R,则西十2=R,则容器的位移为2=子R,故
C正确;当滑块P经过最低点后沿内壁继续上滑到最大高
度时,两者有共同的速度,设此时最大高度为H,则由水平
方向动量守恒与系统机械能守恒有0=(m十3m)u,mg(R
(m十3m),可得:H=R,故D错误.
-H0=2
6.B气体相对于地面的速度:火箭以速度0向上运动,气
体相对于火箭的喷出速度为向下,因此,气体相对于地面
的速度为V她=U一,方向向下,气体撞击地面后速度变为
0,速度变化为△u=v一,单位时间内喷出的气体质量为
△m=Sv△1,其中p为气体密度,S为喷口横截面积,v为气
体相对于火箭的速度,根据动量定理,冲力为F==△
△t△
△v=pSu(v一),故B正确,A、C、D错误.
7.BD爆炸过程,A与B组成的系统动量守恒,以向右为正
方向,根据动量守恒定律得:0=一3℃A十m%,B与C碰
撞过程,同理可得:m%=(m十5m)u,联立解得D的初速度
1·
大小为:v=0.5心A,爆炸后瞬间A的动能为:EkA=
9
3m听,D的初动能为:Ew=之·6m·(0.50A)2=
1
3
年m喔,可见D的初动能与爆炸后瞬间A的动能不相等,!
故A错误;B、D水平滑动S1距离的过程中摩擦力做功为:·
W=-4·6mg·S1=-u·6mg·么=-6mgh,微平抛
运动过程中重力做的功为:WG=6mgh,可得:Wf十Wc=
0,故D从开始运动到落地瞬间合外力做功为零,根据动能
定理可知D的初动能与其落地时的动能相等,故B正确;D
平抛过程在整直方向上有:A=g,在水年方向上有:S
=生,联立可得:=S√景,D水年滑动S距离的进程,
根搭动能定理有:一6mgh=号·6mn听一号·6m2,解得:
2=+2g,由A选项的解答可得:A=20,B=6u,弹
药释放的能量完全转化为A和B的动能,则弹药释放的能
量为:E=号·3m听+令m6=24m2=24m
(景+2g)=48m+盖)故C储民,D玉克
8.解(1)小球从开始下落到P处过程中,以水平向左为正
方向,水平方向上动量守恒,有:m心1=M2,由能量守恒定
律得:mgh=2m听+号M5,代入教据联立解得=6m/s,
=分m/s,即小球速度为6m/s,方向水平向左,大物块
2
速度为号ms,方向水平向右;
(2)小球落在物块a正上方,与其粘连,竖直方向速度变为
0,以水平向左为正方向,小球和物块a水平方向上动量守
恒,则有m心=(m十ma)u3,代入数据解得:3=2m/s
设当弹簧形变量为x1时物块b的固定解除,此时小球和物
块a的速度为v4,根据胡克定律得:F=bx1,对小球、物块
a和弹簧,由能量守板定律得:0m十m,)话=合(m十儿)好
十,代入数据联立解得:4=1m/s=0.3m,因定解
除之后,小球、物块α和物块b组成的系统动量守恒,当三
者共速时,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律有:(十
m,)=(m十m,十m,):代入数据解得:=号m/,方
向水平向左.
对a、b和弹簧由能量守恒定律可得,最大弹性势能为Em
=子(m+m,)f+之k子-合(m+m,十m,)号,代入数揭
解得:Ea=号
突破计算题练(一)
1.解(1)对A,根据牛顿第二定律F-1Ag=mAa1,一
mAg=mAa2,由速度表达式UA=a1十a2t2
代入数值可得A=4m/s;
(2)A飞出后做平抛运动,A、B弹性正碰,机械能守恒,以
水平向右的方向为正方向,水平方向动量守恒,A、B形变
量最大时A、B水平方向共速共,竖直方向速度均为“,
mAVA=(mA十1B)U共
合(暖十项)+名m咳=合m(暖十响)+合m哪
(共十)十E。,代入数值可得Ep=6J:
(3)A、B弹性正碰,机械能守恒,以水平向右的方向为正方
向,水平方向动量守恒,分离时A、B各自水平速度分别为:
·25
UA1、m,竖直方向速度均为1,mAA=mAA1十mBm
合m(+)+me听=名m(+)+合mB
(十品1)
代入数值可得ym=6m/s,B运动到M点前,A、B竖直方
向的运动是相同的tan45°=血
y2
M点到平台的高度差h,h=票,A北后下落时间,H-力
=4十线,B活斜面下滑时间
(H-h)_U2
1
sin45-sin45年十乞gsin456,A与B到达地面的时
间差△t,△i=tA一B
代入数值可得△1=5巨-
-s:
5
(4)小球滑到P点时速度p,如图所示:
mBg(H-h)=
1
(行)》”,活园瓶进动减建到零时高
2
R
度为h0,一negho=0一2mB师
代入数值可得h。=5m,通过几何关系
可知小球B在最高点时与圆心连线和
ho
竖直方向的夹角为Q=37°,结合单摆摆P
角应小于5°知,小球B的运动不符合单摆运动规律,这个
同学的计算方式不合理
2.解(1)滑块1由A到C过程,由动能定理得:
1
mgh=2m听-0
两滑块碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量
守恒定律得:mo=21uc
代入数据解得:o=4m/s,vc=2m/s:
(2)滑块3恰好通过圆孤轨道,在圆孤轨道的最高点D,重
力提供向心力,由牛领第二定律得:2mg=2m爱,清块1从
A到C过程,由动能定理得:mgh=?m6-0
两滑块碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量
守恒定律得:m6=216
碰撞后运动到D过程,由动能定理得:一2mgX2R=2
2mu呢一2
X2m
代入数据解得:h=2m;
(3)滑块1从A到C过程,由动能定理得:mgh1=2m2-0
两滑块碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量
守恒定律得:mv=2mw
从C到F过程,由动能定理得:一2 gLsin37°一u×
2 mgleos37r=×2m6-×2md
滑块3直接落入洞中,离开F到落入洞中过程,竖直方向:
gsin37r=g×号
水平方向:LG十LGH十LH=vFt1cos37°,代入数据解得:
h1=2.5m
滑块3经1次反弹后落入洞中,从A到C过程,由动能定
理得:mgh2=2m听-0
两滑块碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量
守恒定律得:1U1=2m1U班级
姓名
专题强化练
…0
基础达标练。…
1.(多选)(2025·河南省南昌市信息卷)将一
扫地机器人在材质均匀的水平地板上进行
测试,获得了机器人在直线运动中水平牵
引力大小随时间变化如图甲,机器人的加
速度a随时间变化如图乙.不计空气阻力,
重力加速度大小取10m/s2,下列说法正确
的是
(
F/N
a/(m-s-2)
12
6
8
4
t/s
t/s
2
34
2
甲
乙
A.机器人的质量为1.5kg
B.3s时机器人的速度大小为8m/s
C.在0~4s时间内,合外力的冲量大小为
13.5N·s
D.在0一4s时间内,合外力做的功为62.75J
2.(2025·河南卷·7)两小车P、Q的质量分
别为mp和Q,将它们分别与小车N沿直
线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间
的变化分别如图1和图2所示.小车N的
质量为mN,碰撞时间极短,则
4)
P
N
Q
N
N
公
碰撞前
碰撞后
碰撞前
碰撞后
图1
图2
A.mp>mN>mQ
B.mN>mp>mQ
C.mo>mp>mN
D.mo>mN>mp
3.(2025·山东卷·6)轨道舱与返回舱的组
合体,绕质量为M的行星做半径为r的圆
周运动,轨道舱与返回舱的质量比为5:1.
如图所示,轨道舱在P点沿运动方向向前
弹射返回舱,分开瞬间返回舱相对行星的
速度大小为2G为引力常量:此时轨
道舱相对行星的速度大小为
·12
得分
七)
动量
款通路武
行星
返回舱
A
B受
c
D.
GM
4.(多选)(2025·晋、陕、宁、青四省高三二
模)如图所示,光滑水平面上静置一长度未
知的木板B,一质量与木板相同的物块A(可
视为质点)从左端以大小为的速度冲上木
板,经过时间1运动到木板右端且恰好不从木
板上滑离.下列说法正确的是
0
B
77
A,物块A运动到木板右端时的速度大小为号
B在此过程中,物块A运动的距离为受
C.A动量的减少量大于B动量的增加量
D.木板B的长度为号
5.(多选)(2025·陕西省西安
P
市高三三模)如图所示,质
量为3m的容器静止在光滑
水平面上,该容器的内壁是半径为R的光
滑半球面,在容器内壁的最高点由静止释
放一质量为m的小滑块P,重力加速度为
g.下列说法正确的是
A.P滑到最低点时,P的速度为√2gR
B.P滑到最低点时,容器的速度为√6R
1
C.P从开始到最低点过程中,容器的位移
大小为子R
D.P经过最低点后沿内壁继续上滑的最大
高度小于R
班级
姓名
…0
能力提升练
6.(2025·山东省烟台市高三二模)2025年4
月11日成功发射通信技术试验卫星十七
号.运载火箭点火时向下喷气,会对地面产
生冲力.假设火箭刚离开地面时竖直向上
速度大小为,火箭喷气口的横截面积大
小为S,喷出气体相对于火箭的速度大小为
,气体垂直射向地面后,竖直速度变为零,
已知气体的密度为ρ,重力加速度大小为g,
忽略气体自身重力>0.则气体对地面的
平均冲力大小是
)
A.oSv2
B.pSu(v-0)
C.pSv
D.pS(v-0)2
7.(多选)(2025·湖南卷·10)如图,某爆炸
能量测量装置由装载台和滑轨等构成,C是
可以在滑轨上运动的标准测量件,其规格
可以根据测量需求进行调整.滑轨安装在
高度为h的水平面上.测量时,将弹药放人
装载台圆筒内,两端用物块A和B封装,装
载台与滑轨等高.引爆后,假设弹药释放的
能量完全转化为A和B的动能.极短时间
内B嵌入C中形成组合体D,D与滑轨间
的动摩擦因数为.D在滑轨上运动S1距
离后抛出,落地点距抛出点水平距离为S2,
根据S2可计算出弹药释放的能量.某次测
量中,A、B、C质量分别为3m、m、5m,S1=
上,整个过程发生在同一竖直平面内,不计
空气阻力,重力加速度大小为g.则(
A
B C(D)
二圆筒口!
滑轨
装
台
S2
A.D的初动能与爆炸后瞬间A的动能相等
B.D的初动能与其落地时的动能相等
C.弹药释放的能量为36mgh1十S兰)
4h2
D.弹药释放的能量为48mgh1+
4h2
·12
得分
8.(2025·山东卷·17)如图所示,内有弯
光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,
P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高
度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道
的切线沿竖直方向.小物块a、b用轻弹簧连
接置于光滑水平面上,b被锁定.一质量m
=号kg的小球自Q点正上方h=2m处自
由下落,无能量损失地滑入轨道,并从P点
水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不
弹起.当弹簧拉力达到F=15N时,b解除
锁定开始运动.已知a的质量ma=1kg,b的
质量m%=是kg,方形物休的质量M=号kg,
重力加速度大小g=10m/s2,弹簧的劲度
系数k=50N/m,整个过程弹簧均在弹性
限度内,弹性势能表达式E。=262(x为
弹簧的形变量),所有过程不计空气阻
力.求:
770077080
(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对
于地面的速度大小1、2;
(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度大小6
及弹性势能的最大值Em·